Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne – rodzaje, różnice i uwarunkowania montażowe

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne to jeden z najważniejszych elementów, jakie posiadają instalacje fotowoltaiczne. Co warto wiedzieć, konstrukcje fotowoltaiczne różnią się od siebie w zależności od konstrukcji dachu, a także jego pokrycia. Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne wygląda nieco inaczej w przypadku dachu pokrytego dachówką, blachą trapezową lub gdy dominującym materiałem jest blachodachówka. Ważnym elementem jest również kąt nachylenia dachu. Konstrukcje fotowoltaiczne na dachach płaskich, co naturalne, różnią się od tych, które trzymają panele fotowoltaiczne na dachu płaskim. Jeszcze inaczej wyglądają konstrukcje fotowoltaiczne naziemne, których montaż zależy od nośności gruntu.

Istnieje zatem wiele różnic, z którymi warto zapoznać się przed zainstalowaniem paneli fotowoltaicznych. Sam budynek, który ma zasilać fotowoltaika stawia wiele uwarunkowań, jaki typ konstrukcji fotowoltaicznych może zostać zainstalowany, a jaki nie powinien. Każda konstrukcja pod panele fotowoltaiczne to również inne koszty wykonania.

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne – podstawowy podział

Jak napisaliśmy wyżej, konstrukcje fotowoltaiczne dzielą się na wiele typów ze względu na rodzaj i pokrycie dachu lub nośność gruntu (w przypadku konstrukcji naziemnej). Każde z rozwiązań warunkuje również różnice w procesie montażu paneli fotowoltaicznych oraz kosztach. Podstawowy podział konstrukcji fotowoltaicznych wygląda następująco:

Dach skośny:

  • Haki – konstrukcje fotowoltaiczne dla dachów pokrytych dachówką
  • Szpilki wkręcane do krokwi – dla dachów pokrytych blachodachówką
  • Mocowanie bezpośrednie – konstrukcje fotowoltaiczne dachów pokrytych blachą trapezową

Dach płaski:

  • Mocowanie do konstrukcji dachu
  • Systemy dociążane (balastowe)
  • Systemy samonośne

Konstrukcje fotowoltaiczne naziemne:

  • Systemy wbijane / wkręcane
  • Mocowane do fundamentów
  • Systemy dociążane

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na dachu skośnym

Po zapoznaniu się z poszczególnymi konstrukcjami fotowoltaicznymi, warto dowiedzieć się, jak w praktyce przebiega proces ich montażu oraz uwarunkowania kosztowe. Poniżej przedstawiamy, co wyróżnia różne rodzaje poszczególnych konstrukcji fotowoltaicznych.

Dach pokryty dachówką

Cechą konstrukcji fotowoltaicznych na dachach skośnych pokrytych dachówką jest stosunkowo mała ingerencja w pokrycie dachowe. Odwiert wykonywany jest jedynie do krokwi pod dachówką, która zostaje nie naruszona. Wykonanie tego typu konstrukcji musi być wysoce precyzyjne, dlatego nakład czasu potrzebnego do wykonania całej inwestycji jest większy niż w przypadku innych inwestycji. Precyzja dotyczy w tym przypadku samego haka, który musi zostać zainstalowany z uwzględnieniem odstępu separacyjnego między samym hakiem, a dachówką. Odległość separacyjna powinna wynosić ok. 7-10 mm.

Nie zawsze jednak zastosowanie odstępu jest możliwe i wskazane. W przypadku dachów pokrytych dachówką karpiówką, układaną gęsto i ciasno, odstęp separacyjny jest niemożliwy do zastosowania. W celu ograniczenia naprężeń i obniżenia ryzyka pęknięcia dachówki, warto zastosować metalową atrapę w miejscu, w którym mocowania będzie konstrukcja pod panele fotowoltaiczne.

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na dachu skośnym - przykład zastosowania
Instalacja fotowoltaiczna na dachu skośnym o dużym nachyleniu

Blachodachówka na dachu skośnym

Gdy dach pokryty jest blachodachówką lub inną cienką blachą, mocowanie konstrukcji wsporczej odbywa się przy pomocy szpilek wkręcanych do krokwi. Wiercenie w blasze pokrywającej dach naszego budynku powoduje, że rośnie ryzyko powstania nieszczelności lub – co gorsza – korozji. Wystąpienie tego typu wad może powodować bardzo kosztowne naprawy, które będą wymagały demontażu instalacji, naprawy dachu oraz ponownego montażu paneli fotowoltaicznych. Aby temu zapobiec, miejsca połączenia konstrukcji z dachem należy dokładnie zabezpieczyć antykorozyjnie i uszczelnić gontem bitumicznym.

Montaż paneli do dachu pokrytego blachą trapezową

W tym przypadku montaż konstrukcji wsporczej następuje najczęściej do boków trapezu, gdzie mocuje się specjalne uchwyty. Możliwa jest również opcja montażu paneli fotowoltaicznych do krótkich profili lub długiej szyny montowanej na górze trapezu. System ten warunkuje również użycie specjalnych materiałów uszczelniających jak np. metalowo-gumowych podkładek uszczelniających EPDM.

Kalkulator fotowoltaiczny Sunergo to narzędzie, dzięki któremu oszacujemy koszty naszej instalacji. Uwzględniona jest tam również konstrukcja fotowoltaiczna, na której znajdują się panele.

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne – dach płaski

Montaż paneli fotowoltaicznych na dachu płaskim jest mniej skomplikowaną operacją pod kątem zaawansowania procesu montażu. Sam montaż konstrukcji fotowoltaicznych musi spełnić wszelkie wymagania, by panele PV mogły służyć przez długi okres bez zarzutu. Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na dachu płaskim służy również uzyskaniu odpowiedniego kąta nachylenia paneli fotowoltaicznych, który powinien wynosić najlepiej 30-40 stopni. Konstrukcje te wykonane są najczęściej ze stali nierdzewnej lub aluminium.

Konstrukcja pod panele PV mocowane do dachu

Jest to bardzo prosty system. Polega on na przymocowaniu dolnej części konstrukcji do dachu za pomocą śrub, wkrętów lub szpilek. Sama konstrukcja wykonana jest najczęściej ze stali nierdzewnej. Ten typ konstrukcji fotowoltaicznych choć wydaje się być prostym. Wymaga on jednak bardzo dużej precyzji podczas montażu oraz doszczelniania miejsc, w których występują miejsca wiercenia. Montaż tego typu systemu pociąga za sobą ryzyko uszkodzenia pokrycia dachowego. W tym przypadku precyzja w wykonywaniu tego typu przedsięwzięcia jest szczególnie istotna.

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na dachu płaskim
Przykład połączenia instalacji fotowoltaicznej na dachu płaskim i skośnym

Konstrukcje dociążane

Konstrukcje dociążane są łatwiejsze i mniej ryzykowne w montażu. Niższe ryzyko spowodowane jest tym, że konstrukcja pod panele fotowoltaiczne nie musi być wkręcana w konstrukcję dachową. W tym przypadku liczy się nośność dachu, który musi poradzić sobie z dodatkowymi 50 kilogramami na jeden moduł fotowoltaiczny. Obciążenie, które zagwarantuje odpowiednie trzymanie konstrukcji może być nieco inne, co warunkują takie czynniki jak np. wysokość budynku czy kąt pochylenia modułów.

Konstrukcje samonośne

Systemy samonośne nie wymagają przykręcania konstrukcji do powierzchni dachu, ani nie wymagają dużej ilości balastu dociążającego. Jak zatem się utrzymują? Ich aerodynamiczna budowa pozwala na zastosowanie dociążenia jedynie na obrzeżach instalacji. Szybkość montażu i największa mobilność systemu są niewątpliwymi zaletami tego rozwiązania. Wysoka aerodynamika związana jest z koniecznością zastosowania niskich kątów nachylenia, które powinny wynosić maksymalnie do 15 stopni. Zarówno w systemie samonośnym, jak i dociążanym pokrycie dachowe wymaga występowania odpowiedniego współczynnika tarcia, który powinien być większy niż 0,5 (f > 0,5).

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne na gruncie

Konstrukcje fotowoltaiczne pod instalacje usytuowane na gruncie są z pewnością droższe od tych, które umiejscawiane są na dachach płaskich lub skośnych. Ich koszt determinowany jest głównie przez wykonanie, które musi być solidne i w wysokiej jakości. Wybór odpowiedniej konstrukcji wsporczej uwarunkowany jest nośnością gruntu, który z kolei odpowiada za to jaką kwotę będziemy musieli przeznaczyć na zainstalowanie konstrukcji wsporczej.

Konstrukcje wbijane i wkręcane

Najszybsze w montażu są konstrukcje montowane poprzez wbijanie ocynkowanych profili w grunt. Tutaj istotnym kryterium jest nośność gruntu. Jeśli konstrukcja pod panele fotowoltaiczne będzie znajdować się na gruncie o niskiej nośności np. na piasku montaż konstrukcji wsporczej nie będzie niemożliwy, ale trudniejszy. Wtedy konieczne będzie zastosowanie dłuższych, ok. 4-metrowych profili, które wbijamy przy pomocy specjalnego sprzętu. Na gruntach o niższej nośności lepiej sprawdzą się systemy wkręcane, które określane są jako lepsze głównie ze względu na łatwiejszy proces montażu.

Konstrukcje fotowoltaiczne na gruncie
Instalacja fotowoltaiczna na dachu o małym pochyleniu

Konstrukcje fotowoltaiczne na fundamentach

Konstrukcje fotowoltaiczne na gruncie wymagają dogłębnej analizy infrastruktury podziemnej, które może ulec uszkodzeniu, jeżeli zdecydujemy się np. na konstrukcję wbijaną lub wkręcaną, które wymagają wbijania długich profili. Sposobem, dzięki któremu ograniczamy ryzyko uszkodzenia podziemnych instalacji jest zastosowanie systemu opartego na fundamentach wypełnianych betonem lub betonowych płytach.

Gruntowe konstrukcje dociążane

Analogicznie jak w przypadku konstrukcji na dachu płaskim, konstrukcje fotowoltaiczne na gruncie mogą również być dociążane betonowymi bloczkami. Jest to system, który nie wymaga użycia ciężkiego sprzętu, ani szczególnej ingerencji w podłoże. Takie rozwiązanie dobre jest dla małych instalacji, które są lżejsze.

Konstrukcje fotowoltaiczne – o czym pamiętać?

Potrzeby związane z odpowiednim dostosowaniem konstrukcji fotowoltaicznych klient ustala indywidualnie na podstawie audytu fotowoltaicznego. W każdym przypadku inaczej będzie wyglądało również dopasowanie nachylenia paneli do optymalnych wartości. Przyjmuje się, że najlepsze nachylenie instalacji fotowoltaicznej powinno wynosić 30-40 stopni. W wielu przypadkach np. na dachach skośnych o niskim kącie nachylenia lub w konstrukcjach samonośnych, nachylenie paneli fotowoltaicznych może wynosić ok. 20 stopni i pozwoli nadal na utrzymywanie wysokiej efektywności pozyskiwania prądu.

Będąc w temacie dostosowania odpowiednich konstrukcji pod panele fotowoltaiczne, warto zapoznać się również z ogólnymi zasadami montażu paneli fotowoltaicznych, o których piszemy w naszym wpisie blogowym: „Montaż instalacji fotowoltaicznej„. Zapraszamy do lektury!

Przeczytaj również

Podwyżki cen prądu – co powoduje tak wysokie wzrosty? Ceny prądu 2022

Podwyżki cen prądu może obserwować każdy z nas, co miesiąc opłacając rachunki za energię el(...)

System zarządzania energią HEMS i EMS – nowość w branży fotowoltaicznej

System zarządzania energia domową HEMS (z ang. Home Energy Management System) oraz EMS (z ang. Ene(...)

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne – rodzaje, różnice i uwarunkowania montażowe

Konstrukcja pod panele fotowoltaiczne to jeden z najważniejszych elementów, jakie posiadają insta(...)

Dopasuj swój idealny system fotowoltaiczny

Wybierz wartość swojego rachunku za prąd za 2 miesiące

230 zł

Szacunkowa wycena instalacji

0 zł

Wypisz adres e-mail, na który chcesz otrzymać ofertę